JP2020044768A - 液体吐出ヘッドユニットおよび液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動素子を収容する空間の圧力変動を抑制しつつ、駆動素子を湿気から保護する。【解決手段】液体が充填される圧力室の圧力を変動させてノズルから液体を吐出させる駆動素子を備える液体吐出ヘッドと、複数の前記液体吐出ヘッドを固定する固定プレートと、前記固定プレートに固定され、複数の前記液体吐出ヘッドを囲むユニット空間を形成するユニットカバー部材と、前記ユニット空間内に配置される第１吸湿剤と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、インク等の液体を吐出する技術に関する。

インクなどの液体が充填される圧力室の圧力を、圧電素子などの駆動素子で変動することによって液体を吐出する複数の液体吐出部を備える液体吐出ヘッドでは、駆動素子を湿気から保護するため、駆動素子が収容される空間は封止される。

例えば特許文献１では、駆動素子の収容空間を形成する基板に、接着剤などで封止板を接合して駆動素子の収容空間を封止する。このような接合の際にはみ出した接着剤は、接着剤逃げ空部に収容される。ところが、接着剤逃げ空部は大気に連通するので、接着剤逃げ空部から駆動素子の収容空間に湿気が入り込む虞がある。そこで、特許文献１では、接着剤逃げ空部から駆動素子の収容空間に湿気が入り込まないように、接着剤逃げ空部の大気連通路を塞ぐことによって湿気を遮断する。

しかしながら、特許文献１のように駆動素子の収容空間に連通する大気連通路を塞いでしまうと、駆動素子の収容空間は密閉空間となるから、駆動素子の駆動による圧力室の振動が駆動素子の収容空間に伝播して、駆動素子の収容空間にも圧力変動が生じてしまう。各圧力室も駆動素子の収容空間の圧力変動の影響を受けるので、駆動素子の収容空間の圧力変動によって吐出特性が変わってしまう虞がある。また駆動させる駆動素子の数によって駆動素子の収容空間の圧力変動も変わり圧力変動差に差異が生じてしまうので、駆動させる駆動素子の数によって吐出特性が変わってしまう虞もある。

一方、例えば、特許文献２に記載の液体吐出装置が有する液体吐出ヘッドでは、圧電素子が、リザーバ形成基板によって運動が阻害されない程度の空間の中に封止され、外気と遮断されている。さらに、リザーバ形成基板には、吸湿材が配置された封止部材が取り外し可能に固定され、吸湿材によって、圧電素子が収容される空間の湿度の上昇が防止されている。

しかしながら、高温多湿の環境下で使用する場合、また、製品輸送中に高湿度環境におかれた場合においても、ヘッド内乾燥剤の寿命が低下したり、ヘッド内乾燥剤性能が低下したりして、問題が発生することがあった。

また、実際の駆動環境が高湿度であっても安定的に駆動を行うことを可能にするものとして、圧電体薄膜素子を収容するケースに乾燥空気を取り込む技術や、圧電体薄膜素子を密閉するキャップ部材を設けて内部の密閉空間に乾燥剤を封入する技術が開示されている（特許文献３参照）。

しかしながら、特許文献３の技術では、乾燥気体を用いる技術では乾燥気体生成装置を設備して乾燥気体を流し続けなければならないという問題があり、また、圧電体薄膜素子を密閉するキャップ部材を設ける場合には、特許文献１と同様に密閉空間に起因する不具合が発生する虞がある。

特開２０１６−０００５００公報 特開２００４−００９５５０号公報 特開２００８−２１０９２４公報

以上述べたように、ヘッド内部の駆動素子、駆動用電極は湿度により劣化する虞があるが、上述したとおり、大気と連通された状態であることが望ましい反面、長期にわたる装置停止時、及び装置の輸送時に内部の湿度が上昇してしまう課題があった。加えて、ヘッド内部の湿度を下げる目的で内部に乾燥剤を導入したインクジェットヘッドでは、長期保管および装置停止時に、乾燥剤の吸湿性が飽和してしまい、装置稼働時に充分な効果を維持できないことが課題であった。また、乾燥気体を導入する装置などの設置も極力避けたいという要望もある。

以上の事情を考慮して、本発明は、駆動素子を収容する空間の圧力変動を抑制しつつ、駆動素子を湿気から保護する液体吐出ヘッドユニットおよび液体吐出装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明の第１の態様は、液体が充填される圧力室の圧力を変動させてノズルから液体を吐出させる駆動素子を備える液体吐出ヘッドと、複数の前記液体吐出ヘッドを固定する固定プレートと、前記固定プレートに固定され、複数の前記液体吐出ヘッドを囲むユニット空間を形成するユニットカバー部材と、前記ユニット空間内に配置される第１吸湿剤と、を備える液体吐出ヘッドユニットにある。

本発明の第２の態様は、前記液体吐出ヘッドが、前記駆動素子と、前記駆動素子を収容する封止空間を封止する封止体と、前記封止体を囲む収容空間を形成するケース部材と、前記ケース部材に形成され、前記収容空間を前記ユニット空間に連通する第１連通孔と、前記封止体に形成され、前記封止空間を前記収容空間に連通する第２連通孔と、を備え、前記収容空間に第２吸湿剤が配置される第１の態様に記載の液体吐出ヘッドユニットにある。

本発明の第３の態様は、前記第２吸湿剤が、物理吸着型の吸着剤である第２の態様に記載の液体吐出ヘッドユニットにある。

本発明の第４の態様は、前記第２吸湿剤が、表面が耐水性を有する固形物である第２又は第３の態様に記載の液体吐出ヘッドユニットにある。

本発明の第５の態様は、前記第１吸湿剤が、化学反応型の吸着剤である第１〜４の何れか一つの態様に記載の液体吐出ヘッドユニットにある。

本発明の第６の態様は、前記第１吸湿剤が、前記ユニットカバー部材の内部の前記液体吐出ヘッドより上方に配置されている第１〜５の何れか一つの態様に記載の液体吐出ヘッドユニットにある。

本発明の第７の態様は、前記ユニットカバー部材は、空気が通過する多数の通過口を有する仕切壁で仕切られた吸湿剤収容部を備え、前記第１吸湿剤が、前記吸湿剤収容部に収容されている第１〜６の何れか一つの態様に記載の液体吐出ヘッドユニットにある。

本発明の第８の態様は、前記ユニットカバー部材には、その内部の前記ユニット空間に乾燥気体開口が供給可能な気体供給用開口が設けられている第１〜７の何れか一つの態様に記載の液体吐出ヘッドユニットにある。

本発明の第９の態様は、第１〜８の何れか一つの態様に記載の液体吐出ヘッドユニットを備えた液体吐出装置にある。

本発明の第１０の態様は、第８の態様に記載の液体吐出ヘッドユニットと、前記気体供給用開口から前記ユニット空間に乾燥気体を供給する供給機構とを備えた液体吐出装置にある。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置の構成図である。 図１に示す液体吐出部のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図１に示す液体吐出部のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図３に示す液体吐出部のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 第２実施形態に係る液体吐出部の断面図である。 第３実施形態に係る液体吐出部の断面図である。 第３実施形態の液体吐出部の断面図である。 第３実施形態の吸湿剤の斜視図である。 第３実施形態の吸湿剤の部分断面図である。 第３実施形態の吸湿剤のコート層を設ける前の部分断面図である。 吸湿剤の吸湿・乾燥試験の結果を示すグラフである。 第４実施形態に係る液体吐出装置の構成図である。 第４実施形態に係る液体吐出部の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る液体吐出装置の構成図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置１００を例示する構成図である。第１実施形態の液体吐出装置１００は、液体の例示であるインクを媒体１２に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。媒体１２は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象が媒体１２として利用される。図１に例示される通り、液体吐出装置１００には、インクを貯留する液体容器１４が設置される。例えば液体吐出装置１００に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、または、インクを補充可能なインクタンクが液体容器１４として利用される。色彩が相違する複数種のインクが液体容器１４には貯留される。

図１に例示される通り、液体吐出装置１００は、制御ユニット２０と搬送機構２１と移動機構２４と液体吐出ヘッド２６を複数備える液体吐出ヘッドユニット２７とを具備する。制御ユニット２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理回路と半導体メモリー等の記憶回路とを含み、液体吐出装置１００の各要素を統括的に制御する。具体的には、制御ユニット２０は、例えば搬送機構２１と移動機構２４とを制御する。

搬送機構２１は、制御ユニット２０による制御のもとで媒体１２をＹ方向に搬送する。液体吐出装置１００が具備する液体吐出ヘッド２６の個数は任意である。図１では、液体吐出装置１００が２個の液体吐出ヘッド２６を有する液体吐出ヘッドユニット２７を具備する構成を例示する。

移動機構２４は、制御ユニット２０による制御のもとで液体吐出ヘッドユニット２７をＸ方向に往復させる。Ｘ方向は、媒体１２が搬送されるＹ方向に交差（典型的には直交）する方向である。第１実施形態の移動機構２４は、液体吐出ヘッドユニット２７を設置するキャリッジ２４２と、キャリッジ２４２が固定された搬送ベルト２４４とを具備する。

図２は、図１の本実施形態の液体吐出ヘッドユニット２７のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は、図１に示す液体吐出ヘッド２６のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。これらの図面に示すように、液体吐出ヘッドユニット２７は、複数の液体吐出ヘッド２６を固定する底面部を形成する固定板２８と、固定板２８に設けられ、複数の液体吐出ヘッド２６の周囲の空間であるユニット空間を囲むユニットカバー２９とを具備し、ユニットカバー２９は、固定板２８に対向する上面部２９１と、固定板２８および上面部２９１を連結する側面部２９２とを含む中空の構造体である。固定板２８は、液体吐出ヘッドユニット２７のうち媒体１２に対向する部分である。液体吐出ヘッドユニット２７の内部には、固定板２８とユニットカバー２９とで囲まれた空間であるユニット空間Ｓ１が形成される。液体吐出ヘッドユニット２７のユニット空間Ｓ１に液体吐出ヘッド２６が収容されている。

ユニットカバー２９の上面部２９１には、貫通孔２９３が形成される。ユニットカバー２９の内部のユニット空間Ｓ１とユニットカバー２９の外部である、例えば大気とは、貫通孔２９３を介して連通する。貫通孔２９３は、ユニットカバー２９の外部からユニット空間Ｓ1に外気を流入させるとともに、ユニットカバー２９の外部にユニット空間Ｓ１の空気を排出する。なお、貫通孔２９３は、必ずしも設ける必要はなく、後述するように、ユニット空間Ｓ１は他の箇所を介して外部と連通してもよい。

また、第１実施形態では、液体吐出ヘッドユニット２７の固定板２８とユニットカバー２９とで囲まれた空間をユニット空間Ｓ１として例示するが、液体吐出ヘッドユニット２７の内部に形成される空間であればユニット空間Ｓ１の具体的な態様は任意である。液体容器１４を液体吐出ヘッド２６とともに液体吐出ヘッドユニット２７に搭載した構成も採用され得る。また、複数の部材を接着、溶着、または、ネジ等の締結具により固定することでユニットカバー２９を形成する構成も採用され得る。

液体吐出ヘッド２６は、液体容器１４から供給されるインクを制御ユニット２０による制御のもとで複数のノズル（噴射孔）から媒体１２に噴射する。各液体吐出ヘッド２６においては、Ｙ方向に複数のノズルが配列する。搬送機構２１による媒体１２の搬送とキャリッジ２４２および液体吐出ヘッドユニット２７の反復的な往復とに並行して液体吐出ヘッド２６が媒体１２にインクを噴射することで、媒体１２の表面に所望の画像が形成される。なお、Ｘ−Ｙ平面（例えば媒体１２の表面に平行な平面）に垂直な方向を以下ではＺ方向と表記する。液体吐出ヘッド２６によるインクの噴射方向がＺ方向に相当する。インクの噴射方向は、鉛直方向または鉛直方向に交差する方向である。

第１実施形態の液体吐出ヘッド２６は、ノズルＮからインクを吐出する液体吐出部７０と、液体吐出部７０を駆動する駆動回路８０と、液体吐出部７０および駆動回路８０を収容するケース部材３０とを含む。具体的には、ケース部材３０のＺ方向の正側（図３の下方）に開口部３１が形成され、開口部３１から吐出面２２が露出するように液体吐出部７０がケース部材３０に固定される。液体吐出部７０は、各ノズルＮに対応する吐出部７０２を備える。

液体吐出部７０は、流路基板７１の一方側に圧力室基板７２と振動板７３と圧電素子７４と支持体７５とが配置されるとともに他方側にノズル板７６が配置された構造体である。流路基板７１と圧力室基板７２とノズル板７６とは例えばシリコンの平板材で形成され、支持体７５は例えば樹脂材料の射出成形で形成される。圧力室基板７２を構成する部材の一部を薄くして振動板７３として機能させる場合のように、圧力室基板７２と振動板７３とが一体的に設けられてもよい。複数のノズルＮはノズル板７６に形成される。図３の構成では、ノズル板７６のうち媒体１２に対向する面が、液体吐出ヘッド２６の吐出面２２を構成する。

流路基板７１には、開口部７１２と分岐流路７１４と連通流路７１６とが形成される。分岐流路７１４および連通流路７１６はノズルＮごとに形成された貫通孔であり、開口部７１２は複数のノズルＮにわたり連続する開口である。支持体７５に形成された収容部７５２（凹部）と流路基板７１の開口部７１２とを相互に連通させた空間は、支持体７５の導入流路７５４を介して液体容器１４から供給されるインクを貯留する共通液室ＳＲ（リザーバー）として機能する。

圧力室基板７２には開口部７２２がノズルＮごとに形成される。振動板７３は、圧力室基板７２のうち流路基板７１とは反対側の表面に設置された弾性変形可能な平板材である。圧力室基板７２の各開口部７２２の内側で振動板７３と流路基板７１とに挟まれた空間は、共通液室ＳＲから分岐流路７１４を介して供給されるインクが充填される圧力室ＳＣ（キャビティ）として機能する。各圧力室ＳＣは、流路基板７１の連通流路７１６を介してノズルＮに連通する。

振動板７３のうち圧力室基板７２とは反対側の表面にはノズルＮごとに圧電素子７４が形成される。各圧電素子７４は、第１電極７４２と第２電極７４６との間に圧電体７４４を介在させた駆動素子である。第１電極７４２および第２電極７４６の一方に駆動信号が供給され、所定の基準電位が他方に供給される。駆動信号の供給により圧電素子７４が変形することで振動板７３が振動すると、圧力室ＳＣ内の圧力が変動して圧力室ＳＣ内のインクがノズルＮから吐出される。具体的には、駆動信号の振幅に応じた吐出量のインクがノズルＮから吐出される。図４に例示した１個の吐出部７０２は、圧電素子７４と振動板７３と圧力室ＳＣとノズルＮとを包含する部分である。なお、圧電素子７４の構成は、上述したものに限られない。

図３および図４に示すように、圧電素子７４および振動板７３を湿気から保護するため、各圧電素子７４および振動板７３は封止空間Ｓ３に封止され、封止空間Ｓ３は封止体７８で封止される。本実施形態の封止体７８は、Ｚ方向の正側の面に凹部７８２が形成された板状部材であり、振動板７３に接着剤などで接合される。封止空間Ｓ３は、封止体７８の凹部７８２と振動板７３とで囲まれる空間である。ケース部材３０の内部空間は、封止体７８を囲む収容空間Ｓ２として機能する。

ケース部材３０は、相互に対向する底面部３０１および上面部３０３と、底面部３０１および上面部３０３を連結する側面部３０５とを含む中空の構造体である。底面部３０１は、ケース部材３０のうち媒体１２に対向する部分である。ケース部材３０の内部には、底面部３０１と上面部３０３と側面部３０５とで囲まれた空間である収容空間Ｓ２が形成される。なお、第１実施形態では、ケース部材３０の底面部３０１と上面部３０３と側面部３０５とで囲まれた空間を収容空間Ｓ２として例示するが、ケース部材３０の内部に形成される空間であれば収容空間Ｓ２の具体的な態様は任意である。

ところで、もし圧電素子７４および振動板７３を収容する封止空間Ｓ３が大気に連通していると、封止空間Ｓ３内に湿気が入り込み易くなってしまう。封止空間Ｓ３に湿気が入り込み、圧電素子７４が多湿環境に長期間曝されると、圧電素子７４の第１電極７４２や第２電極７４６が腐食したり、加水分解により強度が低下し、ひび割れが生じたりする虞もある。さらに、振動板７３においても、多湿環境に長期間曝されると加水分解により強度が低下して、ひび割れが生じたりする虞がある。ところが、封止空間Ｓ３に湿気が入り込まないように、封止空間Ｓ３を大気に連通しない密閉空間にしてしまうと、圧電素子７４の駆動による圧力室ＳＣの振動が封止空間Ｓ３に伝播して、封止空間Ｓ３にも圧力変動が生じてしまう。各圧力室ＳＣも封止空間Ｓ３の圧力変動の影響を受けるので、そのような構造的なクロストークにより封止空間Ｓ３の圧力変動によって吐出特性が変わってしまう虞がある。また駆動させる圧電素子７４の数によって封止空間Ｓ３の圧力変動も変わるから、圧力変動差に大きな差異が生じてしまうので、駆動させる圧電素子７４の数によって吐出特性が変わってしまう虞もある。

そこで、本実施形態では、図３に示すように、封止体７８には封止空間Ｓ３を収容空間Ｓ２に連通する第２連通孔７８４を形成すると共に、ケース部材３０に収容空間Ｓ２をユニット空間Ｓ１に連通する第１連通孔３２を形成する構成とした。

また、ケース部材３０の底面部３０１には開口Ｏ２が形成される。ケース部材３０の開口Ｏ２内にノズル板７６が露出するように液体吐出部７０がケース部材３０に設置される。一方で、ケース部材３０の上面部３０３には第１連通孔３２が形成される。第１連通孔３２は、ユニット空間Ｓ１において形成され、収容空間Ｓ２とユニットカバー２９内のユニット空間Ｓ１とを連通させる。以上の通り、収容空間Ｓ２は密閉されないから、圧電素子７４の変形による収容空間Ｓ２内の圧力の変動を低減できる。したがって、収容空間Ｓ２内の圧力変動に起因してノズルＮの吐出特性に発生する誤差を低減することができる。特に近年の印刷装置の高スループット化への要求に応えるため、ノズルは高密度化・多数化するとともに、搭載する液体吐出ヘッド２６の個数も増加する傾向にある。ノズルの高密度化・多数化により、複数のノズルのうちインクを噴射するノズルの総数に応じた収容空間Ｓ２内の圧力変動が大きくなり、高精度で安定した噴射を妨げる一因となる。また、搭載する液体吐出ヘッド２６の個数が増加することは、液体吐出ヘッド２６の交換作業が煩雑化する要因となるため、交換作業の容易化が更に求められている。

固定板２８には、開口Ｏ１が形成される。図２に例示される通り、液体吐出ヘッド２６は、ノズルＮが固定板２８の開口Ｏ１から露出するように固定板２８に支持される。具体的には、ケース部材３０の底面部３０１が固定板２８の外部に位置するように液体吐出ヘッド２６が固定板２８に固定される。開口Ｏ１の内周面との間に隙間Ａをあけて当該固定板２８に液体吐出ヘッド２６が支持される。隙間Ａは、開口Ｏ１の内周面とケース部材３０の側面部３０５との間の空間である。固定板２８における開口Ｏ１の内周面と液体吐出ヘッド２６との間に隙間Ａが形成されることにより、液体吐出ヘッド２６が隙間なく開口Ｏ１に挿入される構成（以下「対比例」という）と比較して、液体吐出ヘッド２６を容易に交換することができる。また、隙間Ａが形成されることにより、対比例と比較して、固定板２８に対して液体吐出ヘッド２６の位置（特にＸ方向およびＹ方向における位置）を容易に調整することができる。固定板２８とユニットカバー２９とのユニット空間Ｓ１と外部とは当該隙間Ａを介して連通するから、ユニットカバー２９のユニット空間Ｓ１に外気が流入する。上述した通り、収容空間Ｓ２が第１連通孔３２を介してユニット空間Ｓ１に連通するから、収容空間Ｓ２に収容された液体吐出部７０および駆動回路８０がユニット空間Ｓ１に流入した外気の影響を受けるという問題がある。具体的には、ユニット空間Ｓ１に流入した外気により固定板２８およびユニットカバー２９のユニット空間Ｓ１が高湿になることで、高湿に起因して液体吐出ヘッド２６（液体吐出部７０および駆動回路８０）に不具合が発生する。

そこで、第１実施形態では、ユニット空間Ｓ１の湿度を低減するために、ユニットカバー２９内に第１吸湿剤５０を設けている。本実施形態では、第１吸湿剤５０は、粒状の乾燥剤を袋体に封入したものであり、ユニットカバー２９内の上面部２９１の内側に固着している。

この第１吸湿剤５０により、ユニット空間Ｓ１は、低乾燥状態が維持されるようになる。また、上述したように、ユニット空間Ｓ１には、第１連通孔３２を介して収容空間Ｓ２に連通し、収容空間Ｓ２は、第２連通孔７８４を介して封止空間Ｓ３に連通しているので、低湿度が維持されるユニット空間Ｓ１と同様に、収容空間Ｓ２も低湿度に維持され、収容空間Ｓ２に連通する封止空間Ｓ３も低湿度に維持される。

これにより、装置が、特に長期間に亘って停止する場合においても、圧電体素子等を低湿度に保つことができる。また、液体吐出ヘッドユニットを輸送する場合においても、圧電体素子を確実に低湿度に保つことができ、圧電体素子の低湿度化に効果を発揮する。なお、ヘッドユニット輸送後においても、湿度低下を待つことなく、直ぐに使用できるという利点もある。

ここで、液体吐出ヘッドユニット２７や液体吐出装置１００を輸送する場合、梱包内に乾燥剤を封入することが考えられるが、その場合においても、液体吐出ヘッド２６を囲むユニット空間Ｓ１を確実に低湿度に保つことができるという効果を奏する。

また、ユニットカバー２９内に第１吸湿剤５０を配置したので、交換容易であり、また、必要な量の乾燥剤を配置できるため、長期に亘って低湿度状態を維持することができる。第１吸湿剤５０や液体吐出ヘッド２６の交換を容易にし、低湿度状態を維持しやすくするためには、ユニットカバー２９は開閉可能であることが好ましい。

なお、本実施形態では、固定板２８の外部に位置するように液体吐出ヘッド２６を固定する際に、開口Ｏ１の内周面との間に隙間Ａをあけて当該固定板２８に液体吐出ヘッド２６が支持される構成としたが、上述したような液体吐出ヘッド２６が隙間なく開口Ｏ１に挿入される構成の場合においても、第１吸湿剤５０をユニットカバー２９の内部に配置する構成とすることは極めて有効である。

また、第１吸湿剤５０の配置場所は特に限定されないが、液体吐出ヘッド２６に接触しない箇所に設けるのが好ましく、液体吐出ヘッド２６の側方の周囲や上方の何れでもよいが、上方に設けるのが特に好ましい。接触しない個所に設けるのは第１吸湿剤５０が吸湿した水分が液体吐出ヘッド２６に移動したり、液体吐出ヘッド２６の部材と化学反応が起きるのを避ける為である。湿気は空気より比重が軽く、また、液体吐出ヘッド２６の第１連通孔３２は小さいため、ユニット空間Ｓ１に湿気が侵入してきたとしても、湿気のほとんどが第１吸湿剤５０により吸湿され、液体吐出ヘッド２６の内部まで到達することがない。

また、第１吸湿剤５０は液体吐出ヘッド２６と離して設置しているため、第１吸湿剤５０から万一腐食性ガス等が発生したとしても、液体吐出ヘッド２６の内部まで到達しにくく、液体吐出ヘッドユニット２７の信頼性を高めることができる。

ここで、第１吸湿剤５０は、吸湿性能を有するものであれば、特に限定されず、化学反応型でも物理吸着型でもよいが、化学反応型の吸湿剤を用いるのが好ましい。化学反応型の方が単位重量当たりの吸湿量が高く、低湿度下での吸湿性能が高く、低湿度になっても吸湿した水分を放出することがないという利点がある。

化学反応型の吸湿剤としては、塩化カルシウム又は酸化カルシウムを主原料としているものを挙げることができ、市販品としては、三菱ガス化学製のＲＰ剤、三和株式会社製のＥＸ−ＤＲＹなどを挙げることができる。

物理吸着型の吸湿剤としては、シリカゲル、又はアロフェンを主原料にした吸湿剤を挙げることができる。

＜第２実施形態＞
図５には、第２実施形態に係る液体吐出ユニットの断面図を示す。本実施形態の液体吐出ユニットは、ユニットカバー２９の上部に第１吸湿剤５０を収容するためのメッシュ状の仕切部材２９５を設けた以外は、第１実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。

本実施形態によれば、第１吸湿剤５０を固着することなく、ユニットカバー２９の上面部２９１と仕切部材２９５との間に収容配置できるので、第１吸湿剤５０の設置および交換作業が極めて簡便となるという効果を奏する。

また、第１吸湿剤５０が液体吐出ヘッド２６に接触することを確実に避けることができ、空気より比重が軽い湿気を確実に吸湿できるという効果を奏する。

＜第３実施形態＞
図６および図７には、第３実施形態に係る液体吐出ユニットの断面図を示す。本実施形態は、ユニットカバー２９内のユニット空間Ｓ１に設けた第１吸湿剤５０に加え、ケース部材３０内部の収容空間Ｓ２に第２吸湿剤４０を配置した以外は、上述した実施形態１又は２と同様であるので、重複する説明は省略する。

本実施形態によれば、第１吸湿剤５０に加え、収容空間Ｓ２内に第２吸湿剤４０を配置することにより、封止空間Ｓ３の周囲の収容空間Ｓ２をより確実に低湿度に維持することができるので、ユニット空間Ｓ１に湿気が侵入してきた場合、湿気のほとんどが第１吸湿剤５０により吸湿されるが、仮に収容空間Ｓ２まで侵入してきても、第２吸湿剤４０により確実に吸湿できるので、液体吐出ヘッド２６の内部まで到達することがないという効果を奏する。

本実施形態の構成では、ケース部材３０の内周面Ｆ（図６の鉛直方向に沿う内壁面）のうちＸ方向正側の面に、２つの第２吸湿剤４０をＹ方向に離間して配置する場合を例示する。ただし、第２吸湿剤４０の数は、１つでもよく、また３つ以上でもよい。また、図６の構成では、ケース部材３０の内周面ＦのうちＸ方向正側の面に圧電素子７４を駆動する駆動回路８０を配置するので、その駆動回路８０を挟んでＹ方向の両側に１つずつ第２吸湿剤４０を配置する。このような構成によれば、圧電素子７４を収容する封止空間Ｓ３の圧力変動を抑制しつつ、圧電素子７４および振動板７３を湿気から保護できる。

以下、このような本実施形態の作用効果について具体的に説明する。
本実施形態の液体吐出ヘッド２６によれば、圧電素子７４を収容する封止空間Ｓ３は、ケース部材３０内の収容空間Ｓ２に第２連通孔７８４で連通するから、封止空間Ｓ３が密閉空間にならないようにすることができる。したがって、圧力室ＳＣの振動によって圧電素子７４を収容する封止空間Ｓ３の圧力が変動することを抑制できるので、構造的なクロストークによる吐出不良を抑制できる。さらに、収容空間Ｓ２に第２吸湿剤４０が配置されるから、第１連通孔３２から収容空間Ｓ２に湿気が入り込んだとしても、収容空間Ｓ２において第２吸湿剤４０で吸湿される。したがって、第２連通孔７８４を介して封止空間Ｓ３に入り込む湿気を低減できるので、圧電素子７４および振動板７３を湿気から保護できる。このように本実施形態によれば、圧電素子７４を収容する封止空間Ｓ３の圧力変動を抑制しつつ、圧電素子７４および振動板７３を湿気から保護できる。

また、図７に示すように本実施形態の第２連通孔７８４の開口面積（Ｚ方向に直交する断面の面積）は、第１連通孔３２の開口面積（Ｚ方向に直交する断面の面積）よりも小さいので、第１連通孔３２から収容空間Ｓ２に入り込んだ湿気が、第２連通孔７８４から封止空間Ｓ３に入り込み難い。第２連通孔７８４の開口面積は、少なくとも上述したクロストークの影響を受けない程度に封止空間Ｓ３の圧力振動を抑えることができる大きさであればよい。なお、本実施形態の第２連通孔７８４と第１連通孔３２とは、ストレート状の開口で構成した場合を例示したが、これに限られず、第２連通孔７８４と第１連通孔３２は、テーパー形状のように拡径部や縮径部を含む開口であってもよい。その場合は、第２連通孔７８４の最小開口面積を、第１連通孔３２の最小開口面積よりも小さくすることで、第１連通孔３２から収容空間Ｓ２に入り込んだ湿気が、第２連通孔７８４から封止空間Ｓ３に入り込み難くすることができる。

本実施形態の第２吸湿剤４０は、固形状の乾燥剤であり、乾燥剤粉末を、表面が耐水性を有する固形物としたものである。そして、本実施形態では、第２吸湿剤４０は、ケース部材３０の内周面Ｆに接着剤による接着により固定している。

ここで、第２吸湿剤４０は、小型化、低発塵性、設置の容易性などから固形物とした。固形物の形状は特に制限されないが、錠剤型、各種板状形状、円筒形状、立方体、直方体などの形状が例示できる。成形容易性、形状保持製の観点から、錠剤型、特に円筒板状型が好ましい。また、接着剤による接着性を考慮して、錠剤型でも端面は曲面でなく、平面である円筒形板状型が好ましい。本実施形態では、図８に示すように、錠剤型、あるいは円筒形板状型とした。

また、第２吸湿剤４０は、その一部断面構造を模式的に表す図９に示すように、乾燥剤粉末４１ａと、バインダー４１ｂとを混練して圧縮成形した固形吸湿剤本体４１と、コート層４２とからなる。図示では、固形吸湿剤本体４１及びコート層４２を模式的に示し、固形吸湿剤本体４１が乾燥剤粉末４１ａとバインダー４１ｂとからなる状態を誇張して表しているが、これは一例を模式的に示したものであり、このような状態のものに限定されるものではない。乾燥剤粉末４１ａは、Ａ型シリカゲル、Ｂ型シリカゲルなどのシリカゲルや、シリカゲルとアルミナの混合物であるアロフェン形粘土、ゼオライト、活性炭などから選択される少なくとも１種からなる。バインダー４１ｂは、乾燥剤粉末４１ａの吸湿性を保持したまま結着するものであれば、特に限定されないが、鉱物系粘土、珪藻土などの無機系バインダー、ポリオレフィン樹脂、ポリエチレン樹脂などの樹脂バインダーなどを挙げることができる。

コート層４２は、耐水性があり、水蒸気透過性のある樹脂で形成されたものであり、このような樹脂としては、アクリル樹脂、アクリル・シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂、完全ケン化型のポリビニルアルコール樹脂などを挙げることができる。ここで、アクリル樹脂は、耐水性が高いが、水蒸気透過性も良好で、また、水系溶媒に分散処理を行いやすいため、低ＶＯＣ（揮発性有機化合物）処理が可能であり、塗布方法も容易であるので好ましい。また、エポキシ樹脂はコート層４２の硬度が高くなるので、第２吸湿剤４０のハンドリング性、表面耐久性が高くなる点で好ましい。なお、例えば、水蒸気透過性があるが、耐水性がない樹脂としては、セルロース等の水溶性樹脂を挙げることができ、これらの樹脂はコート層４２の材料としては不適切である。

図１０は、コート層４２を形成する前の固形吸湿剤本体４１の模式図であるが、固形吸湿剤本体４１は、鉱物性粘土などからなるバインダー４１ｂが吸湿などして変質すると、結着力が低下し、脱離する虞がある。また、このような固形吸湿剤本体４１は、製造後、表面に粉塵が付着しているので、精密機器の製造を行うクリーンルーム内などに持ち込むためには洗浄等を行う必要があるが、洗浄に耐え得る耐水性を備えていない。一例として、固形吸湿剤を純水に入れ超音波洗浄を行うと、固形吸湿剤の表面だけが急激に吸湿・膨張することでひび割れが発生するなど不具合が生じる場合がある。また、他の例として、表面に透湿性は高いが耐水性のないコーティングを行った固形吸湿剤は、流水を当てるだけで表面のコーディングが溶出するなどの不具合が生じる。

本実施形態の第２吸湿剤４０は、コート層４２で覆われているので、吸湿しても変質することなく安定した表面が保たれる。すなわち、表面に耐水性があるコート層があることで、表面だけが急激に吸湿・膨張することでひび割れが発生したり、表面のコーティングが溶出したりする虞が低減される。そして、表面に充分な安定性があるため、経年劣化による乾燥剤粉末４１ａやバインダー４１ｂの飛散を抑制することができる。更に、コート層４２により表面に耐水性を備えているので、純水中の超音波洗浄や流水洗浄を行っても表面が変質することがないため、表面に付着したダスト・異物を効果的に除去することが可能となる。

以上説明したように、第２吸湿剤４０は、表面が耐水性を有する固形物としたことにより、単位体積当たりの吸湿性を向上せることができ、精密機器内の小さな空間に容易に保持することができる。

また、表面が耐水性を有する必要があるとしたのは、洗浄ができるためである。通常、精密機器の組み立ては、クリーンルーム又はそれに相当する粉塵のないクリーンな場所で行うので、第２吸湿剤４０自体を超音波洗浄等して用いる必要がある。

ここで、耐水性とは、４０℃の水に１０分程度浸しても、表面の諸物性（表面硬度、タック性、表面粗さ）が変質しないことを意味する。また、これにより、第２吸湿剤４０の表面洗浄が可能となる。本実施形態では、純水中で超音波洗浄した後、純水の流水で洗浄後、例えば、１３５℃で４時間乾燥したものを用いた。本実施形態の第２吸湿剤４０は、コート層４２を有するので、耐湿性に優れたものである。このように、コート層４２を設ける処理は、耐水性を付与する処理であるが、耐水性を付与することができるのであれば、コーティング以外の耐水性処理を施してもよい。

コーティング以外の耐水性処理としては、吸湿剤を圧縮成形で製造する工程で、表面近傍の部分だけを樹脂粉末で構成したり、透湿性フィルムで包んだりする等の方法がある。

また、第２吸湿剤４０は、低発塵性であることが好ましい。ここで、低発塵性とは、例えば、ヒタレックスＡ−２４５０（日立化成株式会社製）の粘着テープを第２吸湿剤４０の表面に粘着して剥がした際に、粉塵がほとんど剥がれない状態をいう。例えば、観察される粉塵が１ｃｍ^２あたり１〜３個程度であれば、低発塵性とするが、全く観察されないのが好ましい。また、吸湿した後の経年劣化後も同様に低発塵性であることが好ましい。本実施形態の第２吸湿剤４０は、コート層４２を有するので、洗浄後は発塵性はない。ここで、粉塵、又は塵とは、数μｍ〜５０μｍ程度の大きさのものをいう。このような塵は、ノズルを詰まらせる虞がある。

また、第２吸湿剤４０は、樹脂材料からなるコート層４２を有するので、樹脂部材との接着する際の接着剤を容易に選定でき、容易に接着を図ることができる。また、固形吸湿剤本体４１が吸湿して経年劣化した後でも、コート層４２は経年劣化が極めて小さいので、接合不良とはならないという利点がある。

なお、このような接着性の観点からは、接着面のみにコート層４２を設けてもよいが、耐水性、低発塵性の観点からは、固形吸湿剤本体４１の全表面にコート層４２を設けるのが好ましい。

さらに、コート層４２は、水蒸気透過性を有する必要があるが、第２吸湿剤４０として、４０℃で９０％ＲＨの環境下に放置した際の質量増加量である吸湿性が２〜２００ｍｇ／ｈであることが好ましい。吸湿性がこれより小さいと十分な吸湿作用が発揮できず、また、吸湿性がこれより大きいと、製造工程での吸湿が大きすぎて、早期に飽和状態となってしまう可能性があり、好ましくない。

特に、インクジェットヘッド、内視鏡などの小型の精密機器に内蔵する吸湿剤は、乾燥させたい容積が小さいために、大きな吸湿性を必要としない。そのため、表面を耐水性のある材料でコーティングし膜厚を制御することで、適正な吸湿性を得ることも可能である。また、適正な吸湿性を得ることにより、これらの精密機器を製造する工程において、精密機器に内蔵される前の吸湿剤が外気に暴露されることにより損失する吸湿量を低減することも可能となる。例えば、発明者が制作したインクジェットヘッドでは、内蔵する吸湿剤の吸湿性は２〜１０ｍｇ／ｈあればよく、コーティングにより吸湿性を抑えた吸湿剤が好適であった。

また、コート層４２は、表面の表面算術粗さＲａが１μｍ〜１５μｍであることが好ましい。このような表面を有することにより、洗浄が容易となり、また、洗浄後に粉塵が表面に付着するのが回避される。また、表面粗さがこれより大きいと、発塵性が大きくなる傾向となる。例えば、図１０に示すようなコート層４２を設ける前の表面の表面算術粗さＲａは、一般的には、２０μｍ〜５０μｍ程度である。

このようなコート層４２の厚さは、例えば、２μｍ〜１００μｍ程度である。例えば、アクリル樹脂を用いてこのような厚さでコート層４２を形成した場合、上述した吸湿性を有するものとすることができる。

なお、コート層４２を有さない場合でも、バインダー４１ｂを樹脂バインダーとした場合、耐水性、低発塵性を満足できる可能性があり、また、さらに、乾燥剤粉末４１ａを経年劣化しても発塵し難い材料を用い、表面粗さが小さい成形体とすることにより、低発塵性をさらに向上させ得る。樹脂バインダーを用いてできるだけ平坦な表面に成形した場合、表面の表面算術粗さＲａを５μｍ〜１５μｍ程度とすることができる。

このような第２吸湿剤４０の製造方法の一例は以下の通りである。
まず、乾燥剤粉末４１ａとバインダー４１ｂと必要に応じて溶媒を添加して混練し、混練物を圧縮成形し、必要に応じて乾燥、焼成することにより固形吸湿剤本体４１とする。

次に、固形吸湿剤本体４１にコート層４２を設ける。コート層４２の形成方法としては、ディップ法、筆塗り法、スプレー法などを用いることができる。

その後、機器内に設置する前に、純水で超音波洗浄し、乾燥することで第２吸湿剤４０とする。例えば、乾燥は、６０℃・２４時間、又は１３５℃・４時間程度である。これにより、本発明の表面耐水性があり、付着粉塵がなく、発塵性もない第２吸湿剤４０となる。

このように本実施形態の第２吸湿剤４０を製造するためには、（１）圧縮成形工程、（２）耐水性処理工程、特に、コーティング工程、（３）不純物を含まない水系溶媒での洗浄工程、（４）水系溶媒の揮発（乾燥）工程とを具備する必要がある。ここで、不純物を含まない水系溶媒とは、蒸発後に塵が析出しない水系溶媒であり、水系溶媒は、純水又は純水にアルコールやグリコール類などの水溶性有機溶媒を添加したもの、又は水溶性有機溶媒を主体としたものなどをいう。

これにより、耐水性を有し、低発塵性で、収容空間Ｓ２内の小さな空間に容易に搭載可能な第２吸湿剤４０を製造することが可能となる。

本実施形態の２つの第２吸湿剤４０のそれぞれは、乾燥剤粉末４１ａとして、低温でも安定した吸湿性を維持できるＡ型シリカゲルを用いた。ただし、第２吸湿剤４０は、収容空間Ｓ２に入り込んだ湿気を吸収できるものであればよい。本実施形態のように、乾燥剤粉末４１ａをＡ型シリカゲルで構成することで、低温環境下でも効果的に吸湿できる。なお、Ｂ型シリカゲルや他の吸湿剤料で乾燥剤粉末４１ａを構成してもよい。

乾燥剤粉末４１ａとしては、塩化カルシウム、酸化カルシウム、生石灰などの化学反応型の吸湿剤ではなく、シリカゲル、ゼオライト、アロフェンなどの物理吸着型の乾燥剤を用いることが望ましい。物理吸着型の乾燥剤粉末４１ａは化学的に安定で吸湿による化学反応は生じないことから、表面コーティングの際に乾燥剤粉末４１ａが変質することを防止するとともに、長期使用で乾燥剤粉末４１ａが吸湿により変質・変形してしまうことを防ぐことができる。

また、２つの第２吸湿剤４０のうち、一方の乾燥剤粉末４１ａをＡ型シリカゲルで構成し、他方の乾燥剤粉末４１ａを気体吸着剤で構成してもよい。気体吸着剤は、Ａ型シリカゲルなどよりも高いガス吸着能力を有する。これによれば、第１連通孔３２から収容空間Ｓ２に入り込んだ湿気だけでなく、硫黄系ガスや塩素系ガスなども吸着できる。硫黄系ガスや塩素系ガスなどは、ケース部材３０内の電気的接続部や圧電素子７４の第１電極７４２および第２電極７４６などを腐食させる虞がある。この点、本実施形態によれば、このような硫黄系ガスや塩素系ガスは、収容空間Ｓ２で吸着されるので、第２連通孔７８４から封止空間Ｓ３に入り込むことを抑制できる。したがって、第１連通孔３２から入り込んだ硫黄系ガスや塩素系ガスから圧電素子７４を保護することができる。

なお、本実施形態では、第２吸湿剤４０は、小型化、低発塵性、設置の容易性などから固形物としたが、これに限定されず、粒状又は粉末状の吸湿剤を袋体などの収容したものを用いてもよい。

但し、何れの場合にも、第２吸湿剤４０は、シリカゲル、ゼオライト、アロフェンなどの物理吸着型の乾燥剤を用いることが望ましい。物理吸着型の乾燥剤は化学的に安定で吸湿による化学反応は生じないことから、長期使用で吸湿により変質・変形してしまうことを防ぐことができる。

また、図７に示すように本実施形態の第２吸湿剤４０は、第１連通孔３２よりも第２連通孔７８４に近い位置にあるから、第１連通孔３２に近い位置に第２吸湿剤４０がある場合に比較して、収容空間Ｓ２の外側の湿気を第１連通孔３２から吸い込んで吸湿することを抑制できる。したがって、第２吸湿剤４０の吸湿能力を維持できる時間を延ばすことができる。また、第２連通孔７８４に近い位置に第２吸湿剤４０があるから、第２連通孔７８４から遠い位置に第２吸湿剤４０がある場合に比較して、第２連通孔７８４から湿気が入り込み難くすることができる。

また、本実施形態の第１連通孔３２は、鉛直方向（Ｚ方向）において第２連通孔７８４よりも高い位置にあり、第２吸湿剤４０は、鉛直方向において第１連通孔３２と第２連通孔７８４との間にある。例えば、第１連通孔３２から収容空間Ｓ２に入り込んだ湿気による水分が、温度低下によって第１連通孔３２と第２連通孔７８４との間で結露してケース部材３０の内周面Ｆに結露滴Ｈｄが付着することがあるが、その場合、その後に再び温度が上昇して結露滴Ｈｄが蒸発して湿気が高くなってしまう虞がある。ところが、結露滴Ｈｄが蒸発するとその水分は鉛直方向に上昇するが、上述した構成によれば、第１連通孔３２と第２連通孔７８４との間にある第２吸湿剤４０で結露的が蒸発して湿気を効率よく吸湿できる。したがって、ケース部材３０の内周面Ｆに結露滴Ｈｄが蒸発したとしても、それによる湿気が第２連通孔７８４に入り込むことを抑制できるので、多湿環境下においても装置の信頼性を維持できる。

また、図７に示すように、本実施形態の収容空間Ｓ２は、鉛直方向において第２連通孔７８４よりも低い底面３６を有する凹部Ｓ２１を備える。図７の凹部Ｓ２１は、液体吐出部７０の周囲に配置され、液体吐出部７０の外周面（Ｚ方向に沿う面）と、ケース部材３０の内周面Ｆのうち液体吐出部７０の外周面に対面する部分と、底面３６とで囲まれた環状の溝である。この構成によれば、ケース部材３０の内周面Ｆに付着した結露滴Ｈｄが、ケース部材３０の内周面を伝って下方に移動したとしても、収容空間Ｓ２の凹部Ｓ２１でトラップできる。しかも、その凹部Ｓ２１は、鉛直方向において第２連通孔７８４よりも低い底面３６を有するから、結露滴Ｈｄを第２連通孔７８４よりも低い位置で凹部Ｓ２１に溜めることができるので、結露滴Ｈｄが第２連通孔７８４に入り込むことを抑制できる。なお、凹部Ｓ２１の形状は、環状でなくてもよい。また、凹部Ｓ２１の位置も液体吐出部７０の周囲に限られない。

本実施形態のケース部材３０の材質は、封止体７８よりも熱伝導率の高い材質である。このような構成にすることで、温度が低下した場合に、収容空間Ｓ２に入り込んだ湿気による水分を収容空間Ｓ２におけるケース部材３０の内周面Ｆに積極的に結露させることができる。これにより、封止空間Ｓ３の湿度を下げることができるので、封止空間Ｓ３において結露し難くすることができる。さらに温度が上昇した場合に、ケース部材３０の内周面Ｆに結露した結露滴Ｈｄは収容空間Ｓ２で再蒸発するので、第２吸湿剤４０によって吸湿され易くなる。また、ケース部材３０を樹脂材料で構成し、その内周面Ｆに水分の透過を抑制するコート層を形成するようにしてもよい。コート層としては、湿気を結露し易い材料、例えばフロロサーフ（株式会社フロロテクノロジー 登録商標）などの断湿コーティング材があげられる。この構成によれば、ケース部材３０の内周面Ｆに積極的に結露させることができるケース部材３０を安価に製造できる。

また、図７に示すように本実施形態の収容空間Ｓ２には、発熱源になり得る駆動回路８０が配置されるので、収容空間Ｓ２の方が封止空間Ｓ３よりも温度が上昇し易くなるから、収容空間Ｓ２の飽和水蒸気許容量が増加して水分蒸発量が増え易くなる。この点、本実施形態では、周囲の温度が上昇し易い駆動回路８０が配置される収容空間Ｓ２に第２吸湿剤４０があるから、水分蒸発量が増え易い収容空間Ｓ２の湿気を効率的に吸湿できる。

また、本実施形態の封止空間Ｓ３の容積は、収容空間Ｓ２の容積よりも小さい。例えば封止空間Ｓ３の容積が１〜１０ｍｍ^３であるのに対して、収容空間Ｓ２の容積は１０，０００〜４００，０００ｍｍ^３である。このように、収容空間Ｓ２の容積に対する封止空間Ｓ３の容積を小さくするほど、もし結露が発生したとしても、封止空間Ｓ３での結露量を収容空間Ｓ２での結露量よりも大幅に少なくできる。これにより、結露による圧電素子７４の特性劣化を低減できる。逆に、収容空間Ｓ２の容積は、封止空間Ｓ３の容積よりも大きいから、収容空間Ｓ２に配置する第２吸湿剤４０を大きくし易いので、第２吸湿剤４０による吸湿効果を高めることができる。

さらに、本実施形態では、収容空間Ｓ２と第１連通孔３２を介して連通するユニット空間Ｓ１には、第１吸湿剤５０が配置されているので、第１連通孔３２を介して収容空間Ｓ２に侵入する空気は低湿度なものであるから、第２吸湿剤４０の寿命がかなり高寿命となり、また、収容空間Ｓ２および封止空間Ｓ３をより確実に低湿度状態に保つことができ、多湿環境下においても装置の信頼性をさらに確実に維持できる。

また、収容空間Ｓ２の第２吸湿剤４０が吸湿した後、収容空間Ｓ２が低湿度状態になると、第２吸湿剤４０が水分を放出することがあるが、この水分は第１連通孔３２を介してユニット空間Ｓ１に侵入し、第１吸湿剤５０により吸湿されるので、第１吸湿剤５０により、第２吸湿剤４０の吸湿性能が回復するという効果がある。

なお、このような効果は、第２吸湿剤４０が吸湿した水分を放出する可能性がある物理吸着型であり、第１吸湿剤５０の吸湿性能が、第２吸湿剤４０の吸湿性能より高い場合に有効に発揮される。よって、第２吸湿剤４０が物理吸着型であり、第１吸湿剤５０が化学反応型であるのが好ましい。

図１１には、吸湿状態の吸湿剤と他の吸湿剤とを略密閉空間で併置したときの吸湿状態の変化を示すグラフである。試験対象は吸湿状態にある物理吸着型の吸湿剤（セカード：商品名）であり、グラフ１は、吸湿状態の物理吸着型の吸湿剤の吸湿率を表す。グラフ２は、吸湿状態の物理吸着型の吸湿剤と、化学反応型の吸湿剤（三菱ガス化学社製のＲＰ剤）とを略密閉空間で併置したときの物理吸着型の吸湿剤の吸湿率の変化であり、グラフ３は、吸湿状態の物理吸着型の吸湿剤と、物理吸着型の吸湿剤（シリカゲル）とを略密閉空間で併置したときの物理吸着型の吸湿剤の吸湿率の変化を見たものである。グラフ２、３は共に、物理吸着型の吸湿剤の吸湿率が低下するが、化学反応型の吸湿剤と併置したグラフ２の方が、吸湿率がより低下し、よりよく乾燥されていることが判る。

また、第２吸湿剤４０を物理吸着型、第１吸湿剤５０を化学反応型にすることで、第１吸湿剤５０の吸湿過程で、万一腐食性ガスが発生した場合に、第２吸湿剤４０が腐食性ガスを物理吸着して液体吐出ヘッド２６の駆動回路に悪影響を生じさせないため、信頼性が高い液体吐出ヘッドユニット２７を得ることができる。

なお、本実施形態では、第２吸湿剤４０は、小型化、低発塵性、設置の容易性などから固形物としたが、これに限定されず、粒状又は粉末状の吸湿剤を袋体などの収容したものを用いてもよい。

但し、何れの場合にも、第２吸湿剤４０は、シリカゲル、ゼオライト、アロフェンなどの物理吸着型の乾燥剤を用いることが望ましい。物理吸着型の乾燥剤は化学的に安定で吸湿による化学反応は生じないことから、長期使用で吸湿により変質・変形してしまうことを防ぐことができる。

＜第４実施形態＞
図１２および図１３には、第４実施形態に係る液体吐出ユニットの断面図を示す。本実施形態は、ユニットカバー２９に乾燥気体開口が供給可能な気体供給用開口９３が設けられており、気体供給用開口９３に給気管９５を介して供給機構９０を接続した構成とした以外は、第１実施形態〜第３実施形態と同様であるので、重複する説明は省略する。なお、図示は第３実施形態と同様な構成を示す。

本実施形態の液体吐出装置１００は、供給機構９０および給気管９５を介して気体供給用開口９３から乾燥気体をユニット空間Ｓ１内に供給し、ユニット空間Ｓ１を低湿度に保つものであるが、このような乾燥気体の供給機構９０を備えるようにすることにより、第１吸湿剤５０を配置してユニット空間Ｓ１内の湿度をより確実に低湿度に保つことができ、圧電体素子を確実に低湿度に保つことができ、圧電体素子の低湿度化に効果を発揮する。なお、本実施形態では、気体供給用開口９３をユニットカバー２９の上面部２９１に設けたが、側面部２９２の何れか一面に設けてもよい。

また、供給機構９０から乾燥気体を供給することにより、第１吸湿剤５０自体の乾燥を行うことができ、例えば、第１吸湿剤５０が化学反応型吸湿剤であっても、吸湿性能の回復を図ることができる。よって、第１吸湿剤５０によるユニット空間Ｓ１の低湿化、さらには、第１吸湿剤５０および第２吸湿剤４０を介してのユニット空間Ｓ１および収容空間Ｓ２さらには封止空間Ｓ３の低湿化をより確実に行うことができる。

以下、供給機構９０による乾燥気体の供給の一例をさらに説明する。
供給機構９０は、ユニット空間Ｓ１に乾燥気体を供給する。乾燥気体は、水蒸気量が４ｇ／ｍ^３（好ましくは３ｇ／ｍ^３、より好ましくは１ｇ／ｍ^３）以下の気体である。例えばドライエアー（乾燥空気）が乾燥気体として利用される。具体的には、供給機構９０は、空気を送出するポンプ等の送出機と、送出機が送出する空気を除湿する除湿機とを含む。供給機構９０は、ユニットカバー２９（例えば上面部２９１）に形成された気体供給用開口９３に対してチューブ等の給気管９５により接続される。供給機構９０から送出された乾燥気体は、給気管９５を介してユニット空間Ｓ１に供給される。

なお、ユニットカバー２９の上面部２９１には、貫通孔２９３が形成される。ユニットカバー２９のユニット空間Ｓ１とユニットカバー２９の外部とは、貫通孔２９３を介して連通する。貫通孔２９３は、ユニットカバー２９の外部からユニット空間Ｓ１に外気を流入させるとともに、ユニットカバー２９の外部にユニット空間Ｓ１の空気を排出する。

供給機構９０は、ユニット空間Ｓ１の湿度Ｍcが目標値以下になるようにユニット空間Ｓ１に乾燥気体を供給する。具体的には、目標値は、７ｇ／ｍ^３（好適には４ｇ／ｍ^３）である。温度が約２５℃であり、かつ、相対湿度が約３０％である環境において湿度Ｍcが７ｇ／ｍ^３になる。

本実施形態の供給機構９０は、キャリッジ２４２と共にユニットカバー２９が移動機構２４により移動している状態（以下「移動状態」という）と、ユニットカバー２９が停止している状態（以下「停止状態」）とにおいて乾燥気体をユニット空間Ｓ１に供給する。供給機構９０がユニット空間Ｓ１に乾燥気体を供給する量（以下「供給量」という）は、移動状態と停止状態とで相違する。供給機構９０は、制御ユニット２０による制御のもとで、移動状態と停止状態とで乾燥気体の供給量（ｍ^３／ｍｉｎ）を変化させる。

移動状態および停止状態において、乾燥気体の湿度Ｍdとユニットカバー２９の外部の湿度Ｍoとユニット空間Ｓ１の湿度Ｍcとの間には、以下の式（１）の関係が成立する、という知見が得られた。記号Ｆdは、ユニット空間Ｓ１内の湿度Ｍcを目標値に維持するための供給量（以下「目標供給量」という）であり、記号Ｆoは、ユニットカバー２９の外部からユニット空間Ｓ１に流入する外気の進入量（ｍ^３／ｍｉｎ）である。なお、湿度（Ｍd，Ｍo，Ｍc）は、絶対湿度である。

Ｆd×Ｍd＋Ｆo×Ｍo＝（Ｆd＋Ｆo）×Ｍc …（１）
式（１）から理解される通り、供給機構９０からユニット空間Ｓ１に進入する単位時間当たりの水分量（Ｆd×Ｍd）と、ユニットカバー２９の外部からユニット空間Ｓ１に進入する単位時間当たりの水分量（Ｆo×Ｍo）との和が、ユニットカバー２９のユニット空間Ｓ1における水分量（（Ｆd＋Ｆ o）×Ｍc）と等しい。乾燥気体の目標供給量Ｆdは、式（１）を変形した以下の式（２）から算出される。

Ｆd＝｛Ｆo／（Ｍc−Ｍd）｝×Ｍo＋（Ｍc×Ｆo）／（Ｍd−Ｍc） …（２）
式（２）から算出される目標供給量Ｆd以上の供給量で乾燥気体を供給することで、ユニット空間Ｓ１の湿度Ｍcを目標値（例えば７ｇ／ｍ^３）以下にすることができる。また、乾燥気体の供給量は、目標供給量Ｆdの２倍以下に設定される。

数式（２）の湿度Ｍcは、目標値に設定される。式（２）の湿度Ｍd、湿度Ｍoおよび進入量Ｆoは、液体吐出装置１００の仕様および液体吐出装置１００の設置環境に応じて決定される。湿度Ｍdは、例えば４ｇ／ｍ^３以下に設定される。好適には、３ｇ／ｍ^３以下に湿度Ｍdが設定され、より好適には、１ｇ／ｍ^３以下に湿度Ｍdが設定される。湿度Ｍo は、例えば液体吐出装置１００が設置される環境の最大湿度に設定される。例えば湿度計により湿度Ｍoが計測される。進入量Ｆoは、例えば、隙間Ａの面積、貫通孔２９３の面積、および、ユニットカバー２９の移動速度応じて設定される。すなわち、隙間Ａの面積、貫通孔２９３の面積、および、ユニットカバー２９の移動速度に応じた供給量で乾燥気体が供給されるとも換言される。なお、進入量Ｆoは、例えば、隙間Ａの面積、貫通孔２９３の面積、および、ユニットカバー２９の移動速度を含む既知の条件のもとで、湿度Ｍd、湿度Ｍo、湿度Ｍcおよび乾燥気体の供給量を測定し、式（１）に代入することで実験的に導出することも可能である。すなわち、進入量Ｆoは、隙間Ａの面積、貫通孔２９３の面積、および、ユニットカバー２９の移動速度に依存する。

以上に設定した供給量でユニット空間Ｓ１に乾燥気体を供給することで、ユニット空間Ｓ１から隙間Ａを介してユニットカバー２９の外部に流出する気体の流速が０．０１ｍ／ｓｅｃ以上になる。ユニット空間Ｓ１から外部に流出する気体の流速が０．０１ｍ／ｓｅｃ以上になることで、ノズルＮからのインクの噴射に起因した霧状の液滴（ミスト）が、ユニットカバー２９と液体吐出ヘッド２６との隙間Ａからユニットカバー２９のユニット空間Ｓ１に進入することが抑制できる。したがって、ユニットカバー２９のユニット空間Ｓ１の湿度Ｍcをより低減できるという利点がある。なお、液滴の評価は、光沢性のＰＭ写真用紙（セイコーエプソン株式会社製）を２０ｍｍ×１０ｍｍ角に切り取った試験片をユニットカバー２９内に設置し、４００％でベタ印刷を３時間行ったあとの試験片の表面を光学顕微鏡で観察することにより、ユニット空間Ｓ１に対する液滴の進入を低減できることが確認できた。

また、ユニットカバー２９の外部に流出する気体の流速を０．０１ｍ／ｓｅｃ以上にすることで、特に、試験片上の着弾径が３μｍ以下の微小液滴がユニット空間Ｓ１に進入することが抑制されるという知見が発明者の実験により得られた。サイズが大きい液滴は、隙間Ａおよび貫通孔２９３から進入するものの直進性が高いために、その多くがユニットカバー２９の内壁面に付着する。すなわち、収容空間Ｓ２までは進入しにくい。一方、微小液滴は直進性が低いため、ユニット空間Ｓ１で浮遊して収容空間Ｓ２に進入し駆動回路８０等の電気的な要素に付着しやすい。また、微小液滴は体積に対する表面積が相対的に大きいため、乾燥および固化しやく、電気的な接続の不良を生じさせやすい。したがって、ユニット空間Ｓ１への微小液滴の進入を抑制することで、液体吐出装置１００をより安定して稼働させることが可能となる。

停止状態においては、移動状態よりもユニットカバー２９のユニット空間Ｓ１に外気が進入しにくいから、移動状態の供給量よりも少ない供給量でユニット空間Ｓ１の湿度Ｍcを低減できる。したがって、停止状態において、供給機構９０は、移動状態の供給量よりも少ない供給量でユニット空間Ｓ１に乾燥気体を供給する。具体的には、停止状態の供給量は、移動状態の供給量の２００分の１より大きく、かつ、２０分の１より小さい。

以上に説明した通り、第１実施形態では、ユニットカバー２９における開口Ｏ１の内周面との間に隙間Ａがあくように液体吐出ヘッド２６がユニットカバー２９に支持されるから、液体吐出ヘッド２６を容易に交換することができる。また、隙間Ａが形成されることにより、ユニットカバー２９に対して液体吐出ヘッド２６の位置を容易に調整することができる。他方、ユニットカバー２９と液体吐出ヘッド２６との間に隙間Ａが形成される構成では、当該隙間Ａからユニットカバー２９のユニット空間Ｓ１に外気が流入し、ユニットカバー２９の内部が高湿になると、高湿に起因して液体吐出ヘッド２６に不具合が発生するという問題がある。ユニットカバー２９のユニット空間Ｓ１に乾燥気体が供給される第１実施形態の構成によれば、ユニットカバー２９のユニット空間Ｓ１の湿度Ｍcが低減される。したがって、液体吐出ヘッド２６の容易な交換を実現しながら、高湿に起因した液体吐出ヘッド２６の不具合を低減できる。

第１実施形態では、ユニット空間Ｓ１の湿度Ｍcが７ｇ／ｍ^３以下になるようにユニット空間Ｓ１に乾燥気体が供給されるから、ユニット空間Ｓ１の湿度Ｍcを有効に低減できる。また、第１実施形態では、移動状態と停止状態とにおいて乾燥気体がユニット空間Ｓ１に供給されるから、移動状態だけでなく停止状態においてもユニット空間Ｓ１の湿度Ｍcを低減できるという利点がある。さらには、停止状態における乾燥気体の供給量が移動状態における乾燥気体の供給量よりも少ないから、停止状態に移動状態と同様の供給量で乾燥気体を供給する構成と比較して、液体吐出装置１００を省電力化することができる。

ケース部材３０に第１連通孔３２が形成される本実施形態の構成によれば、ユニット空間Ｓ１の乾燥の効果が第１連通孔３２を介して収容空間Ｓ２にまで波及する。また、第１連通孔３２が形成されない構成であっても、ケース部材３０の構成部材が水分透過性のある材質の場合、ユニット空間Ｓ１の乾燥の効果は収容空間Ｓ２まで波及する。したがって、収容空間Ｓ２内に収容された液体吐出部７０と駆動回路８０とについて、高湿に起因した不具合を低減することができる。

＜変形例＞
以上に例示した態様および実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示や上述の態様から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）上述した実施形態では、液体吐出ヘッドユニット２７を搭載したキャリッジ２４２をＸ方向に沿って反復的に往復させるシリアルヘッドを例示したが、液体吐出ヘッドユニット２７を媒体１１の全幅にわたり配列したラインヘッドにも本発明を適用可能である。

図１４には、ラインヘッドを採用した液体吐出装置１００Ａの概略構成を示す。図１４に示すように、液体吐出装置１００Ａは、装置本体２と、複数の液体吐出ヘッド２６Ａを具備すると共に装置本体２に固定された液体吐出ヘッドユニット２７Ａと、媒体１２を搬送する搬送手段４と、液体吐出ヘッドユニット２７Ａと相対向する媒体１２を支持する支持部材７と、を具備する。

このようなラインヘッドを有する液体吐出装置１００Ａにおいても、第１吸湿剤５０、さらには、第１吸湿剤５０および第２吸湿剤４０を設けることにより、液体吐出部７０と駆動回路８０とについて、高湿に起因した不具合を低減することができる。

（２）上述した実施形態では、圧力室に機械的な振動を付与する圧電素子７４を利用した圧電方式の液体吐出ヘッド２６を例示したが、加熱により圧力室の内部に気泡を発生させる発熱素子を利用した熱方式の液体吐出ヘッドを採用することも可能である。

（３）上述した実施形態で例示した液体吐出装置１００Ａは、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体吐出装置１０の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示装置のカラーフィルターや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等を形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、液体の一種として生体有機物の溶液を吐出するチップ製造装置としても利用される。

１１,１２…媒体、１４…液体容器、２２…吐出面、２４…移動機構、２６…液体吐出ヘッド、２７…液体吐出ヘッドユニット、２８…固定板、２９…ユニットカバー、３０…ケース部材、３２…第１連通孔、３６…底面、４０…第２吸湿剤、５０…第１吸湿剤、７０…液体吐出部、８０… 駆動回路、１００、１００Ａ…液体吐出装置、７０２…吐出部、７１…流路基板、７１２…開口部、７１４…分岐流路、７１６…連通流路、７２…圧力室基板、７２２…開口部、７３…振動板、７４…圧電素子、７４２…第１電極、７４４…圧電体、７４６…第２電極、７５…支持体、７５２…収容部、７５４…導入流路、７６…ノズル板、７８…封止体、７８２…凹部、７８４…第２連通孔、Ｆ…内周面、Ｈｄ…結露滴、Ｎ…ノズル、Ｓ１…ユニット空間、Ｓ２…収容空間、Ｓ２１…凹部、Ｓ３…封止空間、ＳＣ…圧力室、ＳＲ… 共通液室

Claims (10)

1. 液体が充填される圧力室の圧力を変動させてノズルから液体を吐出させる駆動素子を備える液体吐出ヘッドと、
   複数の前記液体吐出ヘッドを固定する固定プレートと、
   前記固定プレートに固定され、複数の前記液体吐出ヘッドを囲むユニット空間を形成するユニットカバー部材と、
   前記ユニット空間内に配置される第１吸湿剤と、を備える液体吐出ヘッドユニット。
2. 前記液体吐出ヘッドが、
   前記駆動素子と、
   前記駆動素子を収容する封止空間を封止する封止体と、
   前記封止体を囲む収容空間を形成するケース部材と、
   前記ケース部材に形成され、前記収容空間を前記ユニット空間に連通する第１連通孔と、
   前記封止体に形成され、前記封止空間を前記収容空間に連通する第２連通孔と、を備え、
   前記収容空間に第２吸湿剤が配置される請求項１記載の液体吐出ヘッドユニット。
3. 前記第２吸湿剤が、物理吸着型の吸着剤である請求項２記載の液体吐出ヘッドユニット。
4. 前記第２吸湿剤が、表面が耐水性を有する固形物である請求項２又は３記載の液体吐出ヘッドユニット。
5. 前記第１吸湿剤が、化学反応型の吸着剤である請求項１〜４の何れか一項記載の液体吐出ヘッドユニット。
6. 前記第１吸湿剤が、前記ユニットカバー部材の内部の前記液体吐出ヘッドより上方に配置されている請求項１〜５の何れか一項記載の液体吐出ヘッドユニット。
7. 前記ユニットカバー部材は、空気が通過する多数の通過口を有する仕切壁で仕切られた吸湿剤収容部を備え、前記第１吸湿剤が、前記吸湿剤収容部に収容されている請求項１〜６の何れか一項記載の液体吐出ヘッドユニット。
8. 前記ユニットカバー部材には、その内部の前記ユニット空間に乾燥気体開口が供給可能な気体供給用開口が設けられている請求項１〜７の何れか一項記載の液体吐出ヘッドユニット。
9. 請求項１〜８の何れか一項記載の液体吐出ヘッドユニットを備えた液体吐出装置。
10. 請求項８記載の液体吐出ヘッドユニットと、前記気体供給用開口から前記ユニット空間に乾燥気体を供給する供給機構とを備えた液体吐出装置。